Nova tecnologia eletrónica desenvolvida na UAlg permite observar sinais elétricos gerados por células cancerosas

17/01/2017

Nova tecnologia eletrónica desenvolvida na UAlg permite observar sinais elétricos gerados por células cancerosas

Um trabalho multidisciplinar realizado na Universidade do Algarve, que já foi publicado na revista Science Advances, desenvolveu novos componentes eletrónicos que permitem medir a atividade elétrica de células do sistema nervoso que até agora tinha passado despercebida. A nova tecnologia de medida foi testada em laboratório, com células derivadas de tumores cerebrais, e levanta novas questões sobre a possível sinalização elétrica produzida por estes tumores e o seu impacto na fisiologia cerebral. 

Para este estudo foram utilizadas células derivadas de tumores cerebrais de rato, do tipo astroglioma. Estas células têm origem nos astrócitos, que existem no sistema nervoso e cuja função normal é dar suporte funcional, metabólico e estrutural aos neurónios. Ao contrário dos neurónios, os astrócitos são tidos como eletricamente silenciosos. Os novos componentes eletrónicos permitiram medir sinais elétricos discretos (menores do que um micro-volt) produzidos por culturas de células derivadas de tumores cerebrais. Até ao momento, a tecnologia disponível só permitia medir sinais maiores do que 10 micro-volts em culturas de células. Este novo sistema é também vantajoso pelo facto de permitir que as células sejam examinadas durante todo o processo de cultura diretamente sobre os chips eletrónicos que fazem a deteção dos sinais elétricos.

As células cancerosas têm uma atividade metabólica muito intensa e como resultado deste metabolismo acidificam o meio na sua vizinhança (efeito de Warburg). A equipa da Universidade do Algarve observou que quando as células ficam em meio ácido geram padrões de sinais elétricos de forma cooperativa. Quando os sensores celulares desta acidificação (canais iónicos sensíveis ao pH, ou ASIC, do inglês acid-sensing ion channels) são bloqueados, a atividade elétrica das células tumorais é eliminada. Estas observações apenas foram possíveis devido à inovação na sensibilidade dos sistemas eletrónicos que avaliam a atividade elétrica das células.

Assim, se as células de um tumor cerebral podem também gerar atividade elétrica, estes sinais podem interferir com o normal funcionamento do cérebro e poderão, eventualmente, contribuir para crises epiléticas, que muitas vezes surgem associadas aos tumores cerebrais. A ser possível, o desenvolvimento de terapias direcionadas para estas alterações de atividade elétrica poderá ser muito útil para minorar o impacto das crises epiléticas em pacientes oncológicos, com melhoria considerável da sua qualidade de vida.  

Esta investigação envolveu colaboradores da Universidade de Coimbra, a professora Carmo Medeiros do Departamento de Engenharia Eletrotécnica e Computadores, bem como investigadores do Max-Planck Institute em Mainz, na Alemanha. A equipa na Universidade do Algarve foi liderada por Inês Araújo, investigadora do Centro de Investigação em Biomedicina (CBMR) e do Algarve Biomedical Center (ABC), e docente do Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, e por Henrique Gomes, investigador do Instituto de Telecomunicações e docente no Departamento de Engenharia Eletrónica e Informática da Faculdade de Ciências e Tecnologia.

O estudo foi financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia, através do projeto: Implantable Organic Devices for Advanced Therapies (INNOVATE) (PTDC/EEI-AUT/5442/2014).